Structure de borohydride de sodium (NABH4), propriétés, utilisations

Il bore de sodium C'est un solide inorganique dont la formule chimique est nabh₄. Il peut être considéré comme représentatif des borohydruros alcalins et est le plus courant de ces. C'est un solide blanc cristallin.

Au contact de l'eau, le NABH₄ peut générer de la chaleur et de l'hydrogène h₂ qui est le carburant, il doit donc être géré avec prudence. Pour la facilité avec laquelle il peut générer des ions hydrure h^-, Le bore de sodium est un composé modérément réducteur, il est donc largement utilisé dans les réactions chimiques à cet effet.

Borohydride de sodium, NABH₄, solide. Ondřej MANGL [Domaine public]. Source: Wikimedia Commons.

Sa propriété réductrice est également utilisée dans l'industrie du papier, car elle permet d'améliorer les caractéristiques de la luminosité et de la stabilité de la pulpe et du papier lors de l'action contre l'oxydation de la cellulose, composante principale du papier.

Parce qu'en présence d'eau, il peut facilement former de l'hydrogène, la possibilité de l'utiliser comme source d'hydrogène réversible dans les piles à combustible a également été étudiée.

Il a d'autres utilisations en fonction de sa propriété réductrice, comme dans l'industrie pharmaceutique.

[TOC]

Structure

Le bore de sodium est un composé ionique. Il est formé par l'anion borohydride [bh₄]]^- avec le na cation sodium⁺.

L'anion [bh₄]]^- C'est tétraédrique.

Structure de borohydride de sodium. Kemikungen [domaine public]. Source: Wikimedia Commons.

Sa structure Lewis est la suivante:

Structure électronique NABH Lewis₄. Auteur: Marilú Stea.

Nomenclature

-Bore de sodium

-Tétrahydroate de sodium

-Tétrahydrurorat de sodium

Propriétés physiques

État physique

Solide blanc cristallin.

Poids moléculaire

37,84 g / mol

Température d'auto-direction

∼ 220 ºC

température de décomposition

> 250 ºC

Densité

1 074 g / cm³ à 20 ºC

Peut vous servir: réactif Grignard: préparation, applications, exemples

Solubilité

Le nabh₄ Il est assez soluble dans l'eau (55 g / 100 ml à 25 ° C), où partiellement hydrolyse. Il est soluble dans le tétrahydrofurano (THF) et est insoluble dans l'éther dietyl.

Propriétés chimiques

Le bore de sodium est dissous dans l'eau, où il subit une décomposition ou une hydrolyse initiale qui rend la solution de base, ce qui empêche l'hydrolyse ultérieure.

[BH₄]]^- + H₂O → B (OH)₃ + H₂↑ + oh^-

Ceci est expliqué parce que [bh₄]]^- interagir avec h⁺ D'eau, où h⁺ Prendre un hydrure h anion^- Pour former h₂. On peut dire que le BH₃ rivalise avec h⁺ Pour l'hydrure H^-.

En milieu acide, l'hydrolyse est complète en raison de l'abondance des ions H⁺.

Le nabh₄ Il est stable dans l'air sec. Ce n'est pas volatile.

En raison de sa teneur en ions hydrure, le bore de sodium est un composé réducteur. Il permet de réduire le groupe carbonyle C = o a c-oh, c'est-à-dire des composés carbonyle aux alcools.

Le nabh₄ En soi, il ne réduit pas les doubles liaisons C = C, pas même les conjugués avec des groupes carbonyle -c = c -c (= o)-.

Cependant, lorsque vous entrez en contact avec des acides protoniques (comme HCL) ou des acides Lewis (comme BCL₃ ou alcl₃) Diborano b est formé₂H₆. Et si cette réaction est réalisée en présence de composés organiques avec des liaisons doubles c = c le diborano b₂H₆ Effectue l'hydrobacion de ces.

En présence de catalyseurs appropriés et de conditions spécifiques, le bore de sodium peut réduire divers types de groupes fonctionnels.

Des risques

La chaleur de la réaction d'hydrolyse dans l'eau est suffisante pour allumer l'hydrogène qui y est formé. Il est donc important de faire attention lors de la manipulation.

Le nabh₄ Il est facilement allumé et est facilement brûlé.

Obtention

La réaction de préparation NABH typique₄ Il se fait par l'hydrure de sodium nah et b (Och₃)₃ À une température d'environ 250 ºC:

Il peut vous servir: électrolyse de l'eau

4 nah + b (och₃)₃ → NABH₄ + 3 Naoch₃

Applications

Dans les réactions chimiques de réduction

Pour être une source de cils h^-, Le nabh₄ Il s'agit d'un composé réducteur et est utilisé pour préparer d'autres composés chimiques. Pour ce faire, il est utilisé dans les solvants polaires apratotiques, c'est-à-dire sans protons H⁺, comme le diméthylsulfoxyde, l'hexaméthylphosphoral et le diméthyloformamide.

Il est utilisé comme agent réducteur dans les réactions de chimie organiques et inorganiques.

Il permet de réduire les aldéhydos aux alcools primaires et aux cétones aux alcools secondaires.

Il réduit également les halogénures d'alkyle aux hydrocarbures tels que l'iododan à Dean.

S'il agit seul, lors de la réduction n'affecte pas d'autres groupes fonctionnels tels que l'ester, l'acide carboxylique, le nitrile et le sulfone.

Sa propriété de ne pas réduire les doubles liaisons c = c, pas même les conjugués avec des groupes carbonyle -c = c-c (= o) -, vous permet de préparer des alcools insaturés -c = c-ch₂-Oh.

Pour réduire les composés aromatiques, les nitrados à leurs anilines correspondantes nécessitent la présence de catalyseurs tels que le chlorure de cobalt ou l'étain. Réduire les disulfures aux thioles.

En présence de conditions et de catalyseurs appropriés, il permet de réduire les acides carboxyliques, les esters, les amides, les nitril, l'imine, les époxydes et même les liaisons doubles et triples.

En h₂ Dans les piles à combustible

Le nabh₄ Il peut être transformé en pile à combustible.

Le nabh₄ En présence d'une solution alcaline de KOH ou NaOH, il est hydrolysé et produit de l'hydrogène H₂ qui peut être utilisé comme carburant dans une batterie de carburant électrolytique polymère.

Il a également été étudié comme matériau H pour le stockage de H₂ de manière réversible.

Les nanoparticules NABH sont synthétisées₄ et se stabiliser avec un tensioactif. Après un traitement avec NICL₂ Une couche de protection ou un revêtement est formé qui régule la libération de H₂ complètement réversiblement.

Il peut vous servir: nitrate d'argent (AGNO3): structure, propriétés, utilisations, toxicité

Ce nouveau matériau nanométrique permettrait l'utilisation de H₂ Comme un carburant propre et renouvelable produit.

Véhicule qui fonctionne avec une pile à combustible à hydrogène. Docteur. Artur Braun (Arturnaun) [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]. Source: Wikimedia Commons.

Dans l'industrie des pâtes et papier

Le bore de sodium est utilisé pour améliorer la luminosité et d'autres propriétés physiques de la pulpe et du papier.

La dégradation de la matrice cellulosique du papier se produit à travers des processus complexes qui impliquent l'oxydation. Les groupes hydroxyles oxydent le carbonyle et le carboxyle, cela entraîne une décoloration du papier et une diminution des propriétés physiques.

Lors du traitement de la pulpe ou du papier avec NABH₄, Cela réduit les aldéhydos et les cétones en groupes -OH sans affecter les groupes carboxyliques acides, améliorant la stabilité et la luminosité à des valeurs supérieures aux initiales.

Le nabh₄ permet d'améliorer la luminosité du papier. Auteur: RawPixel. Source: Pixabay.

Dans plusieurs utilisations

Le bore de sodium est utilisé pour traiter les eaux usées, comme un agent inapproprié dans l'industrie des aliments et des boissons, comme un agent de revêtement et pour le traitement des surfaces, dans la production de tabac, dans le cuir pharmaceutique, textile et textile.

Les références

1. Christian, m.L. et aguey-zinsou, k.-F. (2012). Stratégie de coque à base conduisant à une capacité de stockage à hydrogène réversible élevée pour NABH₄. ACS Nano 2012, 6, 9, 7739-7751. Récupéré des pubs.ACS.org.
2. Nora de Souza, M.V. Et Alves V., T.R. (2006). Méthodologies récentes médiées par du borohydride de sodium dans la réduction de différentes classes de composés. Appliquer. Organoétal. Chem. 2006; 20: 798-810. Récupéré de la bibliothèque en ligne.Wiley.com.
3. Imamoto, t. (1991). Réduction. Le borohydrure de sodium. Dans la compréhension de la synthèse organique. Récupéré de ScienceDirect.com.
4. Tang, L.C. (1986) Stabilisation du papier par traitement au borohydride de sodium. Dans des matériaux textiles et papier historiques. Chapitre 24. Pages 427-441. Avances en chimie, volume 212. Récupéré des pubs.ACS.org.
5. Coton, F. Albert et Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie inorganique avancée. Quatrième édition. John Wiley & Sons.
6. Morrison, Robert Thornton; et Boyd, Robert Neilson. 1992. Chimie organique. Prentice Hall. ISBN 81-203-0765-8.
7. OU.S. Bibliothèque nationale de médecine. (2019). Le borohydrure de sodium. Récupéré de: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gouvernement.